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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-08
(45)【発行日】2023-06-16
(54)【発明の名称】検出装置及び認証方法
(51)【国際特許分類】
G06F 3/02 20060101AFI20230609BHJP
G06T 1/00 20060101ALI20230609BHJP
G06T 7/00 20170101ALI20230609BHJP
G06F 3/0354 20130101ALI20230609BHJP
A61B 5/1172 20160101ALI20230609BHJP
A61B 5/1171 20160101ALI20230609BHJP
G06F 21/32 20130101ALI20230609BHJP
G06F 21/82 20130101ALI20230609BHJP
【ＦＩ】
G06F3/02 430
G06T1/00 400G
G06T1/00 400H
G06T7/00 530
G06T7/00 510E
G06F3/0354 443
A61B5/1172
A61B5/1171 100
G06F21/32
G06F21/82
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2019027835
(22)【出願日】2019-02-19
(65)【公開番号】P2020135396
(43)【公開日】2020-08-31
【審査請求日】2022-02-18
(73)【特許権者】
【識別番号】502356528
【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】多田 正浩
(72)【発明者】
【氏名】中村 卓
(72)【発明者】
【氏名】瀧本 昭雄
【審査官】木村 慎太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－１４００１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１５１５０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－０６２８２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／０７９００１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１７－５０６４０４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｆ ３／０２
Ｇ０６Ｔ １／００
Ｇ０６Ｔ ７／００
Ｇ０６Ｆ ３／０３５４
Ａ６１Ｂ ５／１１７２
Ａ６１Ｂ ５／１１７１
Ｇ０６Ｆ ２１／３２
Ｇ０６Ｆ ２１／８２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ユーザの操作を受け付ける入力部と、前記入力部に設けられて、前記ユーザが前記入力部を操作した際に前記ユーザの生体情報を検出するセンサ部と、
を有し、
前記センサ部として、第１センサ部と、前記第１センサ部よりも面積が大きい第２センサ部と、を有し、
前記第１センサ部に向けて光を照射する光源部と、前記第１センサ部と、前記入力部とが、この順で配置されており、
前記第２センサ部に向けて光を照射する光源部と、前記第２センサ部と、前記入力部とが、この順で配置されており、
前記第１センサ部と前記第２センサ部とは、前記ユーザの生体情報を検出する複数の検出部がマトリクス状に配置されており、
前記第１センサ部の前記検出部の少なくとも１つは、第１フォトダイオードと、前記第１フォトダイオードとは異なる波長領域に感度のピークを有する第２フォトダイオードと、を含む、
検出装置。
【請求項2】
取得した前記ユーザの生体情報に基づき、所定機能を実行するかを判断する制御部をさらに有する、請求項１に記載の検出装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記ユーザによって前記所定機能の実行を要求する操作が前記入力部に入力された場合に、前記所定機能の実行を要求する操作がされた際の前記ユーザの生体情報を、前記センサ部から取得し、取得した前記ユーザの生体情報に基づき、前記所定機能を実行するかを判断する、請求項２に記載の検出装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記所定機能を実行しないと判断した場合に、前記生体情報を検出した際に前記ユーザが操作した前記入力部に割り当てられた動作を実行せず、
前記所定機能を実行すると判断した場合に、前記生体情報を検出した際に前記ユーザが操作した前記入力部に割り当てられた動作を実行する、
請求項２に記載の検出装置。
【請求項5】
前記センサ部は、前記入力部としてのキーボード及びマウスの少なくとも一方に設けられる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項6】
前記第１センサ部は、前記ユーザの指紋を検出し、前記第２センサ部は、前記ユーザの血管パターンを検出する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項7】
前記第１センサ部は、アモルファスシリコンを含む半導体を備え、前記第２センサ部は、ポリシリコンを含む半導体を備える、請求項６に記載の検出装置。
【請求項8】
前記第１センサ部は、前記入力部としてのキーボードにおいて、前記ユーザに近い側に設けられ、前記第２センサ部は、前記キーボードにおいて、前記第１センサ部よりも前記ユーザから遠い側に設けられる、請求項６又は請求項７に記載の検出装置。
【請求項9】
前記第１センサ部は、前記入力部としてのマウスにおいて、前記ユーザが押圧するボタンに設けられ、前記第２センサ部は、前記マウスにおいて、前記ユーザの手のひらに近接する筐体部に設けられる、請求項６又は請求項７に記載の検出装置。
【請求項10】
ユーザの操作を受け付ける入力部と、前記入力部に設けられて、前記ユーザが前記入力部を操作した際に前記ユーザの生体情報を検出するセンサ部と、を有する検出装置を用いた前記ユーザの認証方法であって、前記センサ部として、第１センサ部と、前記第１センサ部よりも面積が大きい第２センサ部と、を有し、
前記第１センサ部に向けて光を照射する光源部と、前記第１センサ部と、前記入力部とが、この順で配置されており、
前記第２センサ部に向けて光を照射する光源部と、前記第２センサ部と、前記入力部とが、この順で配置されており、
前記第１センサ部と前記第２センサ部とは、前記ユーザの生体情報を検出する複数の検出部がマトリクス状に配置されており、
前記第１センサ部の前記検出部の少なくとも１つは、第１フォトダイオードと、前記第１フォトダイオードとは異なる波長領域に感度のピークを有する第２フォトダイオードと、を含み、
前記センサ部が検出した前記ユーザの生体情報に基づき、予め定めた機能を実行するかを判断する、
認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、検出装置及び認証方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電子デバイスへのアクセスを制限するために、電子デバイスに認証システムが搭載されることがある。例えば特許文献１には、ユーザに認証させるためのディスプレイを表示する旨が記載されている。また、特許文献１には、電子デバイスのキーボードに認証用のセンサを設ける旨も記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１７－１１７４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献１のように認証させるためのディスプレイを表示する場合、ユーザは、電子デバイスを動作させるための認証のためだけの操作が必要となり、ユーザにとって手間となるおそれがある。従って、認証の手間を抑制することが求められている。
【0005】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、認証の手間を抑制することが可能な検出装置及び認証方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様による検出装置は、ユーザの操作を受け付ける入力部と、前記入力部に設けられて、前記ユーザが前記入力部を操作した際に前記ユーザの生体情報を検出するセンサ部と、を有する。
【0007】
本発明の一態様による認証方法は、ユーザの操作を受け付ける入力部と、前記入力部に設けられて、前記ユーザが前記入力部を操作した際に前記ユーザの生体情報を検出するセンサ部と、を有する検出装置を用いた前記ユーザの認証方法であって、前記センサ部が検出した前記ユーザの生体情報に基づき、予め定めた機能を実行するかを判断する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【0010】
（第１実施形態）
（全体構成）
図１は、第１実施形態に係る検出装置の模式図である。第１実施形態に係る検出装置１００は、入力部１によってユーザの操作を受け付けて、入力部１に入力されたユーザの操作に基づき所定の動作（処理）を実行する電子機器である。そして、検出装置１００は、ユーザが入力部１を操作した際にユーザの生体情報を検出するセンサ部１０（図２を参照）が、入力部１に備えられる。
（全体構成）
図１は、第１実施形態に係る検出装置の模式図である。第１実施形態に係る検出装置１００は、入力部１によってユーザの操作を受け付けて、入力部１に入力されたユーザの操作に基づき所定の動作（処理）を実行する電子機器である。そして、検出装置１００は、ユーザが入力部１を操作した際にユーザの生体情報を検出するセンサ部１０（図２を参照）が、入力部１に備えられる。
【0011】
図１に示すように、第１実施形態に係る検出装置１００は、コンピュータであり、入力部１と、表示部５と、後述する制御部６及び記憶部８と、を有する。入力部１は、ユーザの操作を受け付ける入力装置であり、本実施形態では、キーボード２及びマウス４を備える。出力部としての表示部５は、画像を表示する表示装置である。なお、図１における検出装置１００は、ラップトップ型のコンピュータであるが、それに限られず、デスクトップ型のコンピュータであってもよい。
【0012】
図２は、第１実施形態に係るキーボードの一例を示す図である。図２に示すように、キーボード２は、複数のボタン（キー）２Ａと、操作部２Ｂと、筐体２Ｃと、を有する。筐体２Ｃは、キーボード２の本体部であり、表面に、複数のボタン２Ａと操作部２Ｂとを備えている。以下、ボタン２Ａの表面に沿った一方向を、方向Ｘとし、ボタン２Ａの表面に沿った一方向であって方向Ｘに交差する一方向を、方向Ｙとする。さらに言えば、本実施形態では、方向Ｙは、方向Ｘに直交する。そして、ボタン２Ａの表面に直交する方向、すなわち方向Ｘ、Ｙに直交する一方向を、方向Ｚとする。方向Ｚは、ボタン２Ａの表面側に向かう方向である。
【0013】
ボタン２Ａは、物理ボタンであり、方向Ｘ、Ｙにおいてマトリクス状に並んでいる。操作部２Ｂは、ユーザが操作部２Ｂの表面をなぞるように操作することで、表示部５に表示されるカーソルを動かすための操作盤である。操作部２Ｂは、複数のボタン２Ａよりも方向Ｙと反対方向側に位置している。キーボード２において、方向Ｙ側が、ユーザから遠い側であり、方向Ｙと反対側が、ユーザに近い側である。
【0014】
第１実施形態に係る検出装置１００は、このように構成されるキーボード２に、ユーザの生体情報を検出するセンサ部１０が設けられている。センサ部１０は、キーボード２に複数設けられているが、センサ部１０の数は任意であり１つであってもよい。
【0015】
より詳しくは、第１実施形態に係る検出装置１００は、センサ部１０として、第１センサ部１０Ａと、第２センサ部１０Ｂとを有している。第１センサ部１０Ａは、ボタン２Ａに設けられている。図２の例では、第１センサ部１０Ａは、複数のボタン２Ａのうちの一部に設けられている。例えば、第１センサ部１０Ａは、左右の人差し指を配置する時間の長いＦを入力するボタン２Ａ、Ｊを入力するボタン２Ａ、親指を配置する時間の長いスペースを入力するボタン２Ａ、及び押す頻度の高いエンターを入力するボタン２Ａ、コントロールボタン、Ａｌｔボタンに設けられている。ただし、第１センサ部１０Ａが設けられるボタン２Ａは、これに限られず任意である。例えば、第１センサ部１０Ａは、全てのボタン２Ａに設けられてもよい。
【0016】
第２センサ１０部Ｂは、領域２Ｄに設けられている。領域２Ｄは、筐体２Ｃの表面であって、ボタン２Ａよりもユーザに近い側、すなわちボタン２Ａよりも方向Ｙと反対側の領域である。より詳しくは、領域２Ｄは、操作部２Ｂの両側方、すなわち、操作部２Ｂの方向Ｘ側、及び操作部２Ｂの方向Ｘと反対側に位置している。すなわち、第２センサ部１０Ｂは、ユーザがキーボード２を操作する際に、手のひらを接触させる箇所に設けられている。ただし、第２センサ部１０Ｂが設けられる位置はこれに限られない。また、第２センサ部１０Ｂは、設けられていなくてもよい。また、操作部２Ｂに第１センサ部１０Ａを組み込んだ構造であってもよい。
【0017】
第１センサ部１０Ａは、ユーザの生体情報を取得するセンサであり、第１実施形態においては、ユーザの指紋及びユーザの血管パターンを検出する。血管パターンとは、血管の像を指し、本実施形態では、静脈パターンである。また、第２センサ部１０Ｂは、ユーザの手の血管パターンを検出するセンサである。第２センサ部１０Ｂは、ユーザの指紋、あるいは、掌紋などを検出可能に構成されていてもよい。このように、センサ部１０は、ユーザの生体情報として、指紋及び血管パターンを検出するが、指紋及び血管パターンの少なくとも１つを検出するものであってもよい。また、センサ部１０は、指紋及び血管パターン以外の生体情報（例えば脈拍、脈波など）を検出するものであってもよい。センサ部１０の構成については後述する。
【0018】
図３は、第１実施形態に係る検出装置の概略断面構成を示す断面図である。図３は、入力部１と、センサ部１０と、光源部１１０との積層構成を示している。光源部１１０と、センサ部１０と、入力部１とは、方向Ｚに向かってこの順で並んで設けられる。なお、図３の例では、入力部１としてボタン２Ａを示しているが、マウス４など他の入力部１にセンサ部１０を設ける場合も、同様の積層構成となる。また、領域２Ｄにセンサ部１０（第２センサ部１０Ｂ）を設ける場合も、同様の積層構成となる。
【0019】
光源部１１０は、光を照射する光照射面１１０ａを有し、光照射面１１０ａから、検出装置１００のセンサ部１０に向けて光Ｌ１を照射する。光源部１１０は、バックライトである。光源部１１０は、光源として、例えば、所定の色の光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode））を有していてもよい。光源として、後述する絶縁基板２１（図９参照）上に搭載されたマイクロＬＥＤを用いてもよいまた、光源部１１０は、センサ部１０に対応する位置に設けられた導光板と、導光板の一方端又は両端に並ぶ複数の光源とを有する、いわゆるサイドライト型のバックライトであってもよい。また、光源部１１０は、センサ部１０の直下に設けられた光源（例えば、ＬＥＤ）を有する、いわゆる直下型のバックライトであっても良い。また、光源部１１０は、バックライトに限定されず、検出装置１００の側方に設けられていてもよく、ユーザの指Ｆｇの側方から光Ｌ１を照射してもよい。また、光源を用いず、自然光で検出するものであってもよい。
【0020】
センサ部１０は、光源部１１０の光照射面１１０ａと対向して設けられる。言い換えると、光源部１１０と入力部１との間に、センサ部１０が設けられる。光源部１１０から照射された光Ｌ１は、センサ部１０及び入力部１を透過する。センサ部１０は、例えば、光反射型の生体情報センサであり、入力部１と空気との界面で反射した光Ｌ２を検出することで、指Ｆｇや手のひらなどの表面の凹凸（例えば、指紋）を検出できる。また、センサ部１０は、指Ｆｇや手のひらの内部で反射した光Ｌ２を検出することで、血管パターンを検出してもよいし、他の生体情報を検出してもよい。また、光源部１１０からの光Ｌ１の色は、検出対象に応じて異ならせてもよい。例えば、指紋検出の場合には、光源部１１０は青色又は緑色の光Ｌ１を照射し、血管パターン検出の場合には、光源部１１０は赤外光の光Ｌ１を照射することができる。
【0021】
センサ部１０が設けられている入力部１は、センサ部１０及び光源部１１０を覆うように構成される。この場合、入力部１は、透光性を有する部材で構成されており、例えば、透明樹脂などで構成されることが好ましい。ただし、センサ部１０が設けられていない入力部１は、透光性を有していなくてもよい。なお、本実施形態では、センサ部１０毎に光源部１１０が設けられているが、複数のセンサ部１０に対して共通する１つの光源部１１０が設けられてもよい。
【0022】
図４は、第１実施形態に係る検出装置の構成例を示すブロック図である。図４に示すように、検出装置１００は、制御部６と、記憶部８と、センサ部１０と、検出制御部１１と、電源回路１３と、ゲート線駆動回路１５と、信号線選択回路１６と、検出部４０とを有する。制御部６は、検出装置１００に搭載される演算装置、すなわちＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。制御部６は、例えば、記憶部８からプログラムを読み出すことで、各種処理を実行する。記憶部８は、制御部６の演算内容やプログラムの情報などを記憶するメモリであり、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの外部記憶装置とのうち、少なくとも１つ含む。なお、検出部４０が有する信号処理部４４、記憶部４６、座標抽出部４５の機能の一部、或いは全てを上述の制御部６と記憶部８とに担わせることも可能である。
【0023】
センサ部１０は、光電変換素子である第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２の少なくとも一方を有する光センサである。センサ部１０が有する第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２は、照射される光に応じた電気信号を、検出信号Ｖｄｅｔとして信号線選択回路１６に出力する。また、センサ部１０は、ゲート線駆動回路１５から供給されるゲート駆動信号ＶＧＣＬに従って検出を行う。
【0024】
検出制御部１１は、ゲート線駆動回路１５、信号線選択回路１６及び検出部４０にそれぞれ制御信号を供給し、これらの動作を制御する回路である。検出制御部１１は、スタート信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＫ、リセット信号ＲＳＴ１等の各種制御信号をゲート線駆動回路１５に供給する。また、検出制御部１１は、選択信号ＳＥＬ等の各種制御信号を信号線選択回路１６に供給する。電源回路１３は、検出装置１００に設けられる回路であり、電源信号ＳＶＳ（図７参照）等の電圧信号をセンサ部１０及びゲート線駆動回路１５などに供給する。
【0025】
ゲート線駆動回路１５は、各種制御信号に基づいて複数のゲート線ＧＣＬ（図５参照）を駆動する回路である。ゲート線駆動回路１５は、複数のゲート線ＧＣＬを順次又は同時に選択し、選択されたゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号ＶＧＣＬを供給する。これにより、ゲート線駆動回路１５は、ゲート線ＧＣＬに接続された複数の第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２を選択する。
【0026】
信号線選択回路１６は、複数の信号線ＳＧＬ（図５参照）を順次又は同時に選択するスイッチ回路である。信号線選択回路１６は、検出制御部１１から供給される選択信号ＳＥＬに基づいて、選択された信号線ＳＧＬと、検出回路である後述のＡＦＥ４８とを接続する。これにより、信号線選択回路１６は、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２の検出信号Ｖｄｅｔを検出部４０に出力する。信号線選択回路１６は、例えばマルチプレクサである。また、検出装置１００は、光源駆動回路１４を備えていてよい。光源駆動回路１４は、検出制御部１１からの信号に基づいて、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２を駆動する。光源駆動回路１４は、検出制御部１１からの信号に基づいて、光源部１１０を駆動して光源部１１０に光Ｌ１を照射させるものであってよい。
【0027】
検出部４０は、ＡＦＥ（Analog Front End；アナログフロントエンド回路）４８と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、記憶部４６と、検出タイミング制御部４７と、を備える回路である。検出タイミング制御部４７は、検出制御部１１から供給される制御信号に基づいて、ＡＦＥ（Analog Front End；アナログフロントエンド回路）４８と、信号処理部４４と、座標抽出部４５と、が同期して動作するように制御する。
【0028】
ＡＦＥ４８は、少なくとも検出信号増幅部４２及びＡ／Ｄ変換部４３の機能を有する信号処理回路である。検出信号増幅部４２は、信号線選択回路１６を介してセンサ部１０から出力された検出信号Ｖｄｅｔを、増幅する。Ａ／Ｄ変換部４３は、検出信号増幅部４２から出力されるアナログ信号、すなわち増幅された検出信号Ｖｄｅｔを、デジタル信号に変換する。
【0029】
信号処理部４４は、ＡＦＥ４８の出力信号、すなわちデジタル信号に変換された検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、センサ部１０に入力された所定の物理量を検出する論理回路である。信号処理部４４は、指Ｆｇや手のひらが入力部１に接触又は近づいた場合、制御部６からの指示を受けた場合に、ＡＦＥ４８からの検出信号Ｖｄｅｔに基づいて、指Ｆｇの表面の凹凸（すなわち指紋）や、指Ｆｇや手のひらの血管パターンを検出できる。なお、以下、特に断りがない場合は、指Ｆｇや手のひらが入力部１に接触した場合、又は、指Ｆｇや手のひらが生体情報を検出可能な程度に近い位置にある場合を、「近接」と記載する。
【0030】
記憶部４６は、信号処理部４４で演算された信号を一時的に保存する。記憶部４６は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ回路等であってもよい。
【0031】
座標抽出部４５は、信号処理部４４において指Ｆｇや手のひらの近接が検出されたときに、指Ｆｇ等の表面の凹凸の検出座標を求める論理回路である。座標抽出部４５は、センサ部１０の各第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２から出力される検出信号Ｖｄｅｔを組み合わせて、指Ｆｇの表面の凹凸（すなわち指紋）の形状や、指Ｆｇや手のひらの血管パターンの形状を示す、二次元情報を生成する。この二元情報が、ユーザの生体情報であるといえる。なお、座標抽出部４５は、検出座標を算出せずにセンサ出力Ｖｏとして検出信号Ｖｄｅｔを出力してもよい。この場合は、検出信号Ｖｄｅｔを、ユーザの生体情報と呼んでもよい。
【0032】
制御部６は、座標抽出部４５が作成した二次元情報、すなわちセンサ部１０が検出したユーザの生体情報を取得する。制御部６は、記憶部８から、予め記憶していた二次元情報、すなわち基準となる生体情報である基準生体情報を読み出す。そして、制御部６は、基準生体情報と、センサ部１０が検出したユーザの生体情報とを照合して、センサ部１０が検出したユーザの生体情報が基準生体情報と一致するかを判断する。すなわち、制御部６は、センサ部１０が検出したユーザの生体情報を用いて、ユーザ認証を行う。制御部６は、センサ部１０が検出したユーザの生体情報が基準生体情報と一致する場合、認証可として、検出装置１００を制御して、所定機能を実行する。所定機能とは、例えばユーザが検出装置１００に対して実行を要求している機能であり、例えば、検出装置１００のプログラム（アプリケーション）の起動やウェブサイトへのアクセスなどが挙げられる。制御部６は、センサ部１０が検出したユーザの生体情報が基準生体情報と一致しない場合は、認証不可として、所定機能を実行しない。なお、座標抽出部４５が検出座標を算出しない場合は、制御部６が、検出信号Ｖｄｅｔから、指Ｆｇの表面の凹凸（すなわち指紋）の形状や、指Ｆｇや手のひらの血管パターンの形状を示す、二次元情報を生成する。
【0033】
（第１センサ部の構成）
次に、検出装置１００の回路構成例及び動作例、さらに言えば第１センサ部１０Ａの構成について説明する。図５は、第１実施形態に係る検出装置を示す回路図である。図５は、センサ部１０のうちの第１センサ部１０Ａを含む回路図を示しているが、第２センサ部１０Ｂを含む回路図も、図５に示すものと同様であるため、共通する部分の説明は省略する。図６は、第１実施形態に係る第１センサ部を示す等価回路図である。図７は、第１実施形態に係る検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。
次に、検出装置１００の回路構成例及び動作例、さらに言えば第１センサ部１０Ａの構成について説明する。図５は、第１実施形態に係る検出装置を示す回路図である。図５は、センサ部１０のうちの第１センサ部１０Ａを含む回路図を示しているが、第２センサ部１０Ｂを含む回路図も、図５に示すものと同様であるため、共通する部分の説明は省略する。図６は、第１実施形態に係る第１センサ部を示す等価回路図である。図７は、第１実施形態に係る検出装置の動作例を表すタイミング波形図である。
【0034】
図５に示すように、第１センサ部１０Ａは、マトリクス状に配列された複数の部分検出領域ＰＡＡを有する。図６に示すように、第１センサ部１０Ａの部分検出領域ＰＡＡは、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２と、容量素子Ｃａと、第１スイッチング素子Ｔｒとを含む。第１スイッチング素子Ｔｒは、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２に対応して設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、ｎチャネル型のＴＦＴ（Thin Film Transistor）で構成されている。
【0035】
第１スイッチング素子Ｔｒのゲートは、ゲート線ＧＣＬに接続される。第１スイッチング素子Ｔｒのソースは、信号線ＳＧＬに接続される。第１スイッチング素子Ｔｒのドレインは、第１フォトダイオードＰＤ１のカソード電極３４、第２フォトダイオードＰＤ２のカソード電極５４及び容量素子Ｃａの一端に接続される。第１フォトダイオードＰＤ１のアノード電極３５、第２フォトダイオードＰＤ２のアノード電極５５及び容量素子Ｃａの他端は、基準電位、例えばグランド電位に接続される。このように、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２は、第１スイッチング素子Ｔｒに、同方向に並列接続される。
【0036】
信号線ＳＧＬには、第３スイッチング素子ＴｒＳ及び第４スイッチング素子ＴｒＲが接続される。第３スイッチング素子ＴｒＳ及び第４スイッチング素子ＴｒＲは、第１スイッチング素子Ｔｒを駆動する駆動回路を構成する素子である。本実施形態において、駆動回路は、部分検出領域ＰＡＡと重畳しない周辺領域に設けられたゲート線駆動回路１５、信号線選択回路１６及びリセット回路１７等を含む。第３スイッチング素子ＴｒＳは、例えば、ｐチャネルトランジスタｐ－ＴｒＳとｎチャネルトランジスタｎ－ＴｒＳとを組み合わせたＣＭＯＳ（相補型ＭＯＳ）トランジスタで構成される。第４スイッチング素子ＴｒＲも同様にＣＭＯＳトランジスタで構成される。
【0037】
リセット回路１７の第４スイッチング素子ＴｒＲがオンになると、容量素子Ｃａには、電源回路１３から、容量素子Ｃａの初期電位となる基準信号ＶＲ１が供給される。これにより、容量素子Ｃａがリセットされる。部分検出領域ＰＡＡに光が照射されると、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２にはそれぞれ光量に応じた電流が流れ、これにより容量素子Ｃａに電荷が蓄積される。第１スイッチング素子Ｔｒがオンになると、容量素子Ｃａに蓄積された電荷に応じて、信号線ＳＧＬに電流が流れる。信号線ＳＧＬは、信号線選択回路１６の第３スイッチング素子ＴｒＳを介してＡＦＥ４８に接続される。これにより、検出装置１００は、部分検出領域ＰＡＡごとに、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２に照射される光の光量に応じた信号を検出できる。
【0038】
図５に示すように、ゲート線ＧＣＬは、第１方向Ｄｘに延在し、第１方向Ｄｘに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡと接続される。また、複数のゲート線ＧＣＬ１、ＧＣＬ２、…、ＧＣＬ８は、第２方向Ｄｙに配列され、それぞれゲート線駆動回路１５に接続される。なお、以下の説明において、複数のゲート線ＧＣＬ１、ＧＣＬ２、…、ＧＣＬ８を区別して説明する必要がない場合には、単にゲート線ＧＣＬと表す。ゲート線ＧＣＬの数は８本であるが、あくまで一例であり、ゲート線ＧＣＬは、８本以上配列されていてもよい。
【0039】
なお、第１方向Ｄｘは、センサ部１０の絶縁基板２１と平行な面内の一方向であり、例えば、ゲート線ＧＣＬと平行な方向である。また、第２方向Ｄｙは、絶縁基板２１と平行な面内の一方向であり、第１方向Ｄｘと直交する方向である。なお、第２方向Ｄｙは、第１方向Ｄｘと直交しないで交差してもよい。第３方向Ｄｚは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙと直交する方向であり、絶縁基板２１に垂直な方向である。第３方向Ｄｚは、上述の方向Ｚと一致する。
【0040】
信号線ＳＧＬは、第２方向Ｄｙに延在し、第２方向Ｄｙに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡに接続される。また、複数の信号線ＳＧＬ１、ＳＧＬ２、…、ＳＧＬ１２は、第１方向Ｄｘに配列されて、それぞれ信号線選択回路１６及びリセット回路１７に接続される。信号線ＳＧＬの数は１２本であるが、あくまで一例であり、信号線ＳＧＬは、１２本以上配列されていてもよい。また、図５では、信号線選択回路１６とリセット回路１７との間に第１センサ部１０Ａが設けられている。これに限定されず、信号線選択回路１６とリセット回路１７とは、信号線ＳＧＬの同じ方向の端部にそれぞれ接続されていてもよい。
【0041】
ゲート線駆動回路１５は、スタート信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＫ、リセット信号ＲＳＴ１等の各種制御信号を、レベルシフタ１５１を介して受け取る。ゲート線駆動回路１５は、複数の第２スイッチング素子ＴｒＧ（図示は省略する）を有している。ゲート線駆動回路１５は、第２スイッチング素子ＴｒＧの動作により、複数のゲート線ＧＣＬ１、ＧＣＬ２、…、ＧＣＬ８を時分割的に順次選択する。ゲート線駆動回路１５は、選択されたゲート線ＧＣＬを介して、複数の第１スイッチング素子Ｔｒにゲート駆動信号ＶＧＣＬを供給する。これにより、第１方向Ｄｘに配列された複数の部分検出領域ＰＡＡが、検出対象として選択される。
【0042】
信号線選択回路１６は、複数の選択信号線Ｌｓｅｌと、複数の出力信号線Ｌｏｕｔと、第３スイッチング素子ＴｒＳと、を有する。複数の第３スイッチング素子ＴｒＳは、それぞれ複数の信号線ＳＧＬに対応して設けられている。６本の信号線ＳＧＬ１、ＳＧＬ２、…、ＳＧＬ６は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ１に接続される。６本の信号線ＳＧＬ７、ＳＧＬ８、…、ＳＧＬ１２は、共通の出力信号線Ｌｏｕｔ２に接続される。出力信号線Ｌｏｕｔ１、Ｌｏｕｔ２は、それぞれＡＦＥ４８に接続される。
【0043】
ここで、信号線ＳＧＬ１、ＳＧＬ２、…、ＳＧＬ６を第１信号線ブロックとし、信号線ＳＧＬ７、ＳＧＬ８、…、ＳＧＬ１２を第２信号線ブロックとする。複数の選択信号線Ｌｓｅｌは、１つの信号線ブロックに含まれる第３スイッチング素子ＴｒＳのゲートにそれぞれ接続される。また、１本の選択信号線Ｌｓｅｌは、複数の信号線ブロックの第３スイッチング素子ＴｒＳのゲートに接続される。具体的には、選択信号線Ｌｓｅｌ１、Ｌｓｅｌ２、…、Ｌｓｅｌ６は、信号線ＳＧＬ１、ＳＧＬ２、…、ＳＧＬ６に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと接続される。また、選択信号線Ｌｓｅｌ１は、信号線ＳＧＬ１に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、信号線ＳＧＬ７に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、に接続される。選択信号線Ｌｓｅｌ２は、信号線ＳＧＬ２に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、信号線ＳＧＬ８に対応する第３スイッチング素子ＴｒＳと、に接続される。
【0044】
検出制御部１１（図４参照）は、レベルシフタ１６１を介して、選択信号ＳＥＬを順次選択信号線Ｌｓｅｌに供給する。これにより、信号線選択回路１６は、第３スイッチング素子ＴｒＳの動作により、１つの信号線ブロックにおいて信号線ＳＧＬを時分割的に順次選択する。また、信号線選択回路１６は、複数の信号線ブロックで同時に１本ずつ信号線ＳＧＬを選択する。このような構成により、検出装置１００は、ＡＦＥ４８を含むＩＣ（Integrated Circuit）の数、又はＩＣの端子数を少なくすることができる。
【0045】
図５に示すように、リセット回路１７は、基準信号線Ｌｖｒ、リセット信号線Ｌｒｓｔ及び第４スイッチング素子ＴｒＲを有する。第４スイッチング素子ＴｒＲは、複数の信号線ＳＧＬに対応して設けられている。基準信号線Ｌｖｒは、複数の第４スイッチング素子ＴｒＲのソース又はドレインの一方に接続される。リセット信号線Ｌｒｓｔは、複数の第４スイッチング素子ＴｒＲのゲートに接続される。
【0046】
検出制御部１１（図４参照）は、リセット信号ＲＳＴ２を、レベルシフタ１７１を介してリセット信号線Ｌｒｓｔに供給する。これにより、複数の第４スイッチング素子ＴｒＲがオンになり、複数の信号線ＳＧＬは基準信号線Ｌｖｒと電気的に接続される。電源回路１３（図４参照）は、基準信号ＶＲ１を基準信号線Ｌｖｒに供給する。これにより、複数の部分検出領域ＰＡＡに含まれる容量素子Ｃａに基準信号ＶＲ１が供給される。
【0047】
以上が、第１センサ部１０Ａに接続される回路の回路構成である。なお、以上の説明では、１つの第１センサ部１０Ａに対し、それぞれ、１つの検出制御部１１、１つのゲート線駆動回路１５、１つの信号線選択回路１６、１つのリセット回路１７、および１つの検出部４０などの回路が設けられるように説明されているが、複数の第１センサ１０部Ａに対し、共通する１つの回路が設けられる構成であってよい。すなわち、この場合、複数の第１センサ部１０Ａに対し、１つのゲート線駆動回路１５、１つの信号線選択回路１６、１つのリセット回路１７、および１つの検出部４０などの回路が設けられていてもよい。
【0048】
次に、検出装置１００の動作例について説明する。図７に示すように、検出装置１００は、リセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ及び読み出し期間Ｐｄｅｔを有する。電源回路１３は、リセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ及び読み出し期間Ｐｄｅｔに亘って、電源信号ＳＶＳを第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２に供給する。また、リセット期間Ｐｒｓｔが開始する前の時刻に、検出制御部１１は、高レベル電圧信号の基準信号ＶＲ１及びリセット信号ＲＳＴ２を、リセット回路１７に供給する。検出制御部１１は、ゲート線駆動回路１５にスタート信号ＳＴＶを供給し、リセット期間Ｐｒｓｔが開始する。
【0049】
リセット期間Ｐｒｓｔにおいて、ゲート線駆動回路１５は、スタート信号ＳＴＶ、クロック信号ＣＫ及びリセット信号ＲＳＴ１に基づいて、順次ゲート線ＧＣＬを選択する。ゲート線駆動回路１５は、ゲート駆動信号ＶＧＣＬをゲート線ＧＣＬに順次供給する。ゲート駆動信号ＶＧＣＬは、高レベル電圧ＶＧＨと低レベル電圧ＶＧＬとを有するパルス状の波形を有する。図７の例では、２５６本のゲート線ＧＣＬが設けられており、各ゲート線ＧＣＬに、ゲート駆動信号ＶＧＣＬ１、…、ＶＧＣＬ２５６が順次供給される。
【0050】
これにより、リセット期間Ｐｒｓｔでは、全ての部分検出領域ＰＡＡの容量素子Ｃａは、順次信号線ＳＧＬと電気的に接続されて、基準信号ＶＲ１が供給される。この結果、容量素子Ｃａの容量がリセットされる。
【0051】
ゲート駆動信号ＶＧＣＬ２５６がゲート線ＧＣＬに供給された後に、露光期間Ｐｅｘが開始する。なお、各ゲート線ＧＣＬに対応する部分検出領域ＰＡＡでの、実際の露光期間Ｐｅｘ１、…、Ｐｅｘ２５６は、開始のタイミング及び終了のタイミングが異なっている。露光期間Ｐｅｘ１、…、Ｐｅｘ２５６は、それぞれ、リセット期間Ｐｒｓｔでゲート駆動信号ＶＧＣＬが高レベル電圧ＶＧＨから低レベル電圧ＶＧＬに変化したタイミングで開始される。また、露光期間Ｐｅｘ１、…、Ｐｅｘ２５６は、それぞれ、読み出し期間Ｐｄｅｔでゲート駆動信号ＶＧＣＬが低レベル電圧ＶＧＬから高レベル電圧ＶＧＨに変化したタイミングで終了する。露光期間Ｐｅｘ１、…、Ｐｅｘ２５６の露光時間の長さは等しい。
【0052】
露光期間Ｐｅｘでは、各部分検出領域ＰＡＡで、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２に照射された光に応じて電流が流れる。この結果、各容量素子Ｃａに電荷が蓄積される。
【0053】
読み出し期間Ｐｄｅｔが開始する前のタイミングで、検出制御部１１は、リセット信号ＲＳＴ２を低レベル電圧にする。これにより、リセット回路１７の動作が停止する。読み出し期間Ｐｄｅｔでは、リセット期間Ｐｒｓｔと同様に、ゲート線駆動回路１５は、ゲート線ＧＣＬにゲート駆動信号ＶＧＣＬ１、…、ＶＧＣＬ２５６を順次供給する。
【0054】
例えば、ゲート駆動信号ＶＧＣＬ１が高レベル電圧ＶＧＨの期間に、検出制御部１１は、選択信号ＳＥＬ１、…、ＳＥＬ６を、信号線選択回路１６に順次供給する。これにより、ゲート駆動信号ＶＧＣＬ１により選択された部分検出領域ＰＡＡの信号線ＳＧＬが順次、又は同時にＡＦＥ４８に接続される。この結果、検出信号ＶｄｅｔがＡＦＥ４８に供給される。同様に、各ゲート駆動信号ＶＧＣＬが高レベル電圧ＶＧＨとなる期間ごとに、信号線選択回路１６が順次信号線ＳＧＬを選択する。これにより、読み出し期間Ｐｄｅｔで、検出装置１００は、全ての部分検出領域ＰＡＡの検出信号ＶｄｅｔをＡＦＥ４８に出力することができる。
【0055】
検出装置１００は、リセット期間Ｐｒｓｔ、露光期間Ｐｅｘ及び読み出し期間Ｐｄｅｔを、繰り返し実行して検出を行ってもよい。或いは、検出装置１００は、指Ｆｇ等が入力部１に近接したことを検出したタイミングで、検出動作を開始してもよい。
【0056】
次に、第１センサ部１０Ａの詳細な構成について説明する。図８は、第１実施形態に係る第１センサ部の部分検出領域を模式的に示す平面図である。図９は、図８のＩＸ－ＩＸ断面図である。なお、図８では、図面を見やすくするために、カソード電極３４及びアノード電極３５を二点鎖線で示している。
【0057】
なお、以下の説明において、絶縁基板２１の表面に垂直な方向において、絶縁基板２１から第１フォトダイオードＰＤ１に向かう方向、すなわち第３方向Ｄｚ側を「上側」又は単に「上」とする。第１フォトダイオードＰＤ１から絶縁基板２１に向かう方向、すなわち第３方向Ｄｚと反対方向側を「下側」又は単に「下」とする。また、「平面視」とは、絶縁基板２１の表面に垂直な方向から見た場合を示す。
【0058】
図８に示すように、第１センサ部１０Ａの部分検出領域ＰＡＡは、複数のゲート線ＧＣＬと、複数の信号線ＳＧＬとで囲まれた領域である。第１フォトダイオードＰＤ１、第２フォトダイオードＰＤ２及び第１スイッチング素子Ｔｒは、部分検出領域ＰＡＡ、すなわち、複数のゲート線ＧＣＬと、複数の信号線ＳＧＬとで囲まれた領域に設けられる。第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２は、例えば、ＰＩＮ（Positive Intrinsic Negative Diode）型のフォトダイオードである。
【0059】
第１フォトダイオードＰＤ１は、第１半導体層３１と、カソード電極３４と、アノード電極３５とを含む。第１半導体層３１は、第１部分半導体層３１ａと、第２部分半導体層３１ｂとを含む。第１フォトダイオードＰＤ１の第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂは、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）である。第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂは、第１方向Ｄｘにおいて、間隔ＳＰを有して隣り合って設けられる。カソード電極３４及びアノード電極３５は、第１部分半導体層３１ａ、第２部分半導体層３１ｂ及び間隔ＳＰと重なる領域に亘って連続して設けられる。なお、以下の説明において、第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂを区別して説明する必要がない場合には、単に第１半導体層３１と表す場合がある。
【0060】
第１フォトダイオードＰＤ１は、第２フォトダイオードＰＤ２と重なって設けられる。具体的には、第１フォトダイオードＰＤ１の第１部分半導体層３１ａは、第２フォトダイオードＰＤ２と重なる。第２フォトダイオードＰＤ２は、第２半導体層５１と、カソード電極５４と、アノード電極５５とを含む。第２半導体層５１は、ポリシリコンである。より好ましくは、第２半導体層５１は、低温ポリシリコン（以下、ＬＴＰＳ（Low Temperature Polycrystalline Silicone）と表す）である。
【0061】
第２半導体層５１は、ｉ領域５２ａ、ｐ領域５２ｂ及びｎ領域５２ｃを有する。平面視で、ｉ領域５２ａは、ｐ領域５２ｂとｎ領域５２ｃとの間に配置される。具体的には、第１方向Ｄｘにおいて、ｐ領域５２ｂ、ｉ領域５２ａ、ｎ領域５２ｃの順に配置される。ｎ領域５２ｃは、ポリシリコンに不純物がドープされてｎ＋領域を形成する。ｐ領域５２ｂは、ポリシリコンに不純物がドープされてｐ＋領域を形成する。ｉ領域５２ａは、例えば、ノンドープの真性半導体であり、ｐ領域５２ｂ及びｎ領域５２ｃよりも低い導電性を有する。
【0062】
第２半導体層５１と、第１フォトダイオードＰＤ１の第１部分半導体層３１ａとは、第１中継電極５６及び第２中継電極５７を介して接続される。本実施形態では、第１中継電極５６のうち第２半導体層５１と重なる部分が、カソード電極５４として機能する。第２中継電極５７のうち第２半導体層５１と重なる部分が、アノード電極５５として機能する。なお、第２半導体層５１と、第１フォトダイオードＰＤ１との詳細な接続構成については後述する。
【0063】
第１スイッチング素子Ｔｒは、第１フォトダイオードＰＤ１の第２部分半導体層３１ｂと重なる領域に設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒは、第３半導体層６１、ソース電極６２、ドレイン電極６３及びゲート電極６４を有する。第３半導体層６１は、第２半導体層５１と同様にポリシリコンである。より好ましくは、第３半導体層６１は、ＬＴＰＳである。
【0064】
本実施形態では、第１中継電極５６のうち第３半導体層６１と重なる部分が、ソース電極６２として機能する。信号線ＳＧＬのうち第３半導体層６１と重なる部分が、ドレイン電極６３して機能する。また、ゲート電極６４は、ゲート線ＧＣＬから第２方向Ｄｙに分岐して第３半導体層６１と重なる。本実施形態では、２つのゲート電極６４は第３半導体層６１と重なって設けられた、いわゆるダブルゲート構造である。
【0065】
第１スイッチング素子Ｔｒは、第１中継電極５６を介して、第１フォトダイオードＰＤ１のカソード電極３４及び第２フォトダイオードＰＤ２のカソード電極５４と接続される。また、第１スイッチング素子Ｔｒは、信号線ＳＧＬとも接続される。
【0066】
より具体的には、図９に示すように、第１スイッチング素子Ｔｒは、絶縁基板２１に設けられている。絶縁基板２１は、例えば透光性を有するガラス基板である。或いは、絶縁基板２１は、透光性を有するポリイミド等の樹脂で構成された樹脂基板又は樹脂フィルムであってもよい。第１センサ部１０Ａは、第１フォトダイオードＰＤ１、第２フォトダイオードＰＤ２及び第１スイッチング素子Ｔｒが絶縁基板２１の上に形成される。
【0067】
絶縁基板２１の上に、遮光層６７、６８が設けられる。アンダーコート膜２２は、遮光層６７、６８を覆って、絶縁基板２１の上に設けられる。アンダーコート膜２２、ゲート絶縁膜２３、第１層間絶縁膜２４は、無機絶縁膜であり、シリコン酸化膜（ＳｉＯ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）又はシリコン酸化窒化膜（ＳｉＯＮ）等が用いられる。また、各無機絶縁膜は、単層に限定されず積層膜であってもよい。
【0068】
第２半導体層５１及び第３半導体層６１は、アンダーコート膜２２の上に設けられる。つまり、第２フォトダイオードＰＤ２の第２半導体層５１及び第１スイッチング素子Ｔｒの第３半導体層６１は、同層に設けられる。また、第３方向Ｄｚにおいて、第２半導体層５１と絶縁基板２１との間に遮光層６７が設けられる。これにより、光源部１１０（図３参照）からの光Ｌ１が直接、第２フォトダイオードＰＤ２に照射されることを抑制することができる。また、第３方向Ｄｚにおいて、第３半導体層６１と絶縁基板２１との間に遮光層６８が設けられる。これにより、第１スイッチング素子Ｔｒの光リーク電流を抑制することができる。
【0069】
第３半導体層６１は、ｉ領域６１ａ、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）領域６１ｂ及びｎ領域６１ｃを含む。ｉ領域６１ａは、それぞれゲート電極６４と重なる領域に形成される。また、ｎ領域６１ｃは、高濃度不純物領域であり、ソース電極６２及びドレイン電極６３と接続される領域に形成される。ＬＤＤ領域６１ｂは、低濃度不純物領域であり、ｎ領域６１ｃとｉ領域６１ａとの間、及び２つのｉ領域６１ａの間に形成される。
【0070】
ゲート絶縁膜２３は、第２半導体層５１及び第３半導体層６１を覆ってアンダーコート膜２２の上に設けられる。ゲート電極６４は、ゲート絶縁膜２３の上に設けられる。つまり、第１スイッチング素子Ｔｒは、第３半導体層６１の上側にゲート電極６４が設けられた、いわゆるトップゲート構造である。ただし、第１スイッチング素子Ｔｒは、ゲート電極６４が第３半導体層６１の上側及び下側の両方に設けられた、いわゆるデュアルゲート構造であってもよいし、ゲート電極６４が第３半導体層６１の下側に設けられたボトムゲート構造でもよい。
【0071】
第１層間絶縁膜２４は、ゲート電極６４を覆ってゲート絶縁膜２３の上に設けられる。第１層間絶縁膜２４は、第２半導体層５１の上側にも設けられる。第１中継電極５６、第２中継電極５７及び信号線ＳＧＬは、第１層間絶縁膜２４の上に設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒにおいて、ソース電極６２（第１中継電極５６）は、コンタクトホールＨ８を介して第３半導体層６１と接続される。ドレイン電極６３（信号線ＳＧＬ）は、コンタクトホールＨ７を介して第３半導体層６１と接続される。
【0072】
第２フォトダイオードＰＤ２において、カソード電極５４（第１中継電極５６）は、コンタクトホールＨ６を介して第２半導体層５１のｎ領域５２ｃと接続される。これにより、第２フォトダイオードＰＤ２のカソード電極５４は、第１スイッチング素子Ｔｒと接続される。また、アノード電極５５（第２中継電極５７）は、コンタクトホールＨ５を介して第２半導体層５１のｐ領域５２ｂと接続される。
【0073】
第２層間絶縁膜２５は、第２フォトダイオードＰＤ２及び第１スイッチング素子Ｔｒを覆って、第１層間絶縁膜２４の上に設けられる。第２層間絶縁膜２５は、有機膜であり、各種導電層で形成される凹凸を平坦化する平坦化膜である。なお、第２層間絶縁膜２５は、上述した無機材料により形成してもよい。
【0074】
第１フォトダイオードＰＤ１のアノード電極３５は、バックプレーン１９の第２層間絶縁膜２５の上に設けられる。第１フォトダイオードＰＤ１は、アノード電極３５、第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂ、カソード電極３４の順に積層される。バックプレーン１９は、所定の検出領域ごとにセンサを駆動する駆動回路基板である。バックプレーン１９は、絶縁基板２１と、絶縁基板２１に設けられた第１スイッチング素子Ｔｒ、第２スイッチング素子ＴｒＧ及び各種配線等を有する。
【0075】
第１部分半導体層３１ａは、ｉ型半導体層３２ａ、ｐ型半導体層３２ｂ及びｎ型半導体層３２ｃを含む。第２部分半導体層３１ｂは、ｉ型半導体層３３ａ、ｐ型半導体層３３ｂ及びｎ型半導体層３３ｃを含む。ｉ型半導体層３２ａ、３３ａ、ｐ型半導体層３２ｂ、３３ｂ及びｎ型半導体層３２ｃ、３３ｃは、光電変換素子の一具体例である。図９では、絶縁基板２１の表面に垂直な方向（第３方向Ｄｚ）において、ｉ型半導体層３２ａ、３３ａは、ｐ型半導体層３２ｂ、３３ｂとｎ型半導体層３２ｃ、３３ｃとの間に設けられる。本実施形態では、アノード電極３５の上に、ｐ型半導体層３２ｂ、３３ｂ、ｉ型半導体層３２ａ、３３ａ及びｎ型半導体層３２ｃ、３３ｃの順に積層されている。
【0076】
ｎ型半導体層３２ｃ、３３ｃは、ａ－Ｓｉに不純物がドープされてｎ＋領域を形成する。ｐ型半導体層３２ｂ、３３ｂは、ａ－Ｓｉに不純物がドープされてｐ＋領域を形成する。ｉ型半導体層３２ａ、３３ａは、例えば、ノンドープの真性半導体であり、ｎ型半導体層３２ｃ、３３ｃ及びｐ型半導体層３２ｂ、３３ｂよりも低い導電性を有する。
【0077】
カソード電極３４及びアノード電極３５は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性を有する導電材料である。カソード電極３４は、電源信号ＳＶＳを光電変換層に供給するための電極である。アノード電極３５は、検出信号Ｖｄｅｔを読み出すための電極である。
【0078】
アノード電極３５は、第２層間絶縁膜２５の上に設けられる。アノード電極３５は、第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂに亘って連続して設けられる。アノード電極３５は、第２層間絶縁膜２５に設けられたコンタクトホールＨ４を介して第２中継電極５７と接続される。
【0079】
第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂを覆って第３層間絶縁膜２６が設けられる。第３層間絶縁膜２６は有機膜であり、第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂで形成される凹凸を平坦化する平坦化膜である。カソード電極３４は、第３層間絶縁膜２６の上に設けられる。カソード電極３４は、第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂの上に連続して設けられる。カソード電極３４は、第３層間絶縁膜２６に設けられたコンタクトホールＨ２、Ｈ１を介して第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂと接続される。これにより、第１部分半導体層３１ａ及び第２部分半導体層３１ｂは、アノード電極３５とカソード電極３４との間に並列に接続され、１つの光電変換素子として機能する。
【0080】
カソード電極３４は、第１部分半導体層３１ａと第２部分半導体層３１ｂとの間隔ＳＰにおいて、コンタクトホールＨ３を介して第１中継電極５６と接続される。コンタクトホールＨ３は、第２層間絶縁膜２５及び第３層間絶縁膜２６を第３方向Ｄｚに貫通する貫通孔である。アノード電極３５の、コンタクトホールＨ３と重なる部分には開口３５ａが設けられており、コンタクトホールＨ３は開口３５ａを通って形成される。このような構成により、第１フォトダイオードＰＤ１のカソード電極３４及び第２フォトダイオードＰＤ２のカソード電極５４が、第１中継電極５６を介して第１スイッチング素子Ｔｒに接続される。また、第１フォトダイオードＰＤ１のアノード電極３５と第２フォトダイオードＰＤ２のアノード電極５５とが、第２中継電極５７を介して接続される。
【0081】
なお、図６に示す容量素子Ｃａの容量は、間隔ＳＰにおいて、第３層間絶縁膜２６を介して対向するアノード電極５５とカソード電極３４との間に形成される。又は、第１フォトダイオードＰＤ１の周縁の間隔ＳＰａにおいて、第３層間絶縁膜２６を介して対向するアノード電極５５とカソード電極３４との間に形成される。容量素子Ｃａには、露光期間Ｐｅｘでプラスの電荷が保持される。
【0082】
第１センサ部１０Ａは、以上のような構成となっている。すなわち、第１センサ部１０Ａは、アモルファスシリコンを含む第１半導体層３１を有する第１フォトダイオードＰＤ１と、ポリシリコンを含む第２半導体層５１を有する第２フォトダイオードＰＤ２とを有する。そして、第１センサ部１０Ａは、アモルファスシリコンを含む第１半導体層３１とポリシリコンを含む第２半導体層５１とが、すなわち第１フォトダイオードＰＤ１と第２フォトダイオードＰＤ２とが、第３方向Ｄｚにおいて重なるように積層されている。ただし、第１センサ部１０Ａは、第１フォトダイオードＰＤ１と第２フォトダイオードＰＤ２とが、第３方向Ｄｚにおいて積層されていなくてもよく、例えば同層に設けられていてもよい。
【0083】
次に、第１フォトダイオードＰＤ１と第２フォトダイオードＰＤ２との光吸収について説明する。図１０は、第１フォトダイオード及び第２フォトダイオードの、波長と光吸収係数との関係を模式的に示すグラフである。図１０の横軸は、波長を示し、縦軸は、光吸収係数を示す。光吸収係数は、物質中を進行する光の、吸収の程度を示す光学定数である。
【0084】
図１０に示すように、アモルファスシリコンを含む第１フォトダイオードＰＤ１は、可視光領域、例えば３００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長領域で良好な光吸収係数を示す。一方、ポリシリコンを含む第２フォトダイオードＰＤ２は、可視光領域から赤外領域を含む領域、例えば５００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長領域で良好な光吸収係数を示す。言い換えると、第１フォトダイオードＰＤ１は、可視光領域で高い感度を有し、第２フォトダイオードＰＤ２は、第１フォトダイオードＰＤ１とは異なる波長領域である赤色の波長領域から赤外領域で高い感度を有する。
【0085】
本実施形態の第１センサ部１０Ａは、感度波長領域が異なる第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２が積層されている。このため、いずれか一方のフォトダイオードを有する構成に比べて、感度を有する波長領域を広げることができる。
【0086】
光Ｌ１（図３参照）は、間隔ＳＰ及び間隔ＳＰａを通って検出装置１００を透過する。指Ｆｇで反射された光Ｌ２（図３参照）は、第１フォトダイオードＰＤ１に入射する。また、光Ｌ２のうち、第１フォトダイオードＰＤ１に吸収されない波長領域の光は、第１フォトダイオードＰＤ１を透過して第２フォトダイオードＰＤ２に入射する。例えば、指紋検出において、第１フォトダイオードＰＤ１は青色又は緑色の光Ｌ２を良好に検出することができる。また、欠陥パターン検出において、赤外光の光Ｌ２は、第１フォトダイオードＰＤ１に吸収されず、第２フォトダイオードＰＤ２に入射する。これにより、第２フォトダイオードＰＤ２は赤外光の光Ｌ２を良好に検出することができる。これにより第１センサ部１０Ａは、種々の生体に関する情報を検出することができる。
【0087】
また、第１層間絶縁膜２４等の絶縁膜の帯電や不純物の影響で、第２フォトダイオードＰＤ２のｉ領域５２ａがｎ型になった場合でも、ｉ領域５２ａは、第１フォトダイオードＰＤ１のカソード電極３４で中性化される。このため、検出装置１００は、光感度を向上させることができる。
【0088】
また、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２は、部分検出領域ＰＡＡ、すなわち、複数のゲート線ＧＣＬと複数の信号線ＳＧＬとで囲まれた領域に設けられる。これによれば、第１フォトダイオードＰＤ１及び第２フォトダイオードＰＤ２のそれぞれに第１スイッチング素子Ｔｒ、ゲート線ＧＣＬ及び信号線ＳＧＬを設けた場合に比べて、スイッチング素子の数及び配線の数を少なくすることができる。したがって、検出装置１００は、検出の解像度を向上させることができる。
【0089】
次に、第３スイッチング素子ＴｒＳ及び第４スイッチング素子ＴｒＲについて説明する。図１１は、駆動回路が有するスイッチング素子の概略断面構成を示す断面図である。図１１は、駆動回路スイッチング素子として信号線選択回路１６が有する第３スイッチング素子ＴｒＳについて説明する。ただし、図１１の説明は、他の駆動回路が有するスイッチング素子にも適用できる。すなわち、ゲート線駆動回路１５が有する第２スイッチング素子ＴｒＧ及びリセット回路１７が有する第４スイッチング素子ＴｒＲも図１１と同様の構成を適用できる。
【0090】
図１１に示すように、第３スイッチング素子ＴｒＳのｎチャネルトランジスタｎ－ＴｒＳは、第４半導体層７１、ソース電極７２、ドレイン電極７３及びゲート電極７４を含む。また、ｐチャネルトランジスタｐ－ＴｒＳは、第５半導体層８１、ソース電極８２、ドレイン電極８３及びゲート電極８４を含む。第４半導体層７１と絶縁基板２１との間には、遮光層７５が設けられ、第５半導体層８１と絶縁基板２１との間には、遮光層８５が設けられる。
【0091】
第４半導体層７１及び第５半導体層８１は、いずれもポリシリコンである。より好ましくは、第４半導体層７１及び第５半導体層８１は、ＬＴＰＳである。第４半導体層７１は、ｉ領域７１ａ、ＬＤＤ領域７１ｂ及びｎ領域６１ｃを含む。また、第５半導体層８１は、ｉ領域８１ａ及びｐ領域８１ｂを含む。
【0092】
ｎチャネルトランジスタｎ－ＴｒＳ及びｐチャネルトランジスタｐ－ＴｒＳの層構成は、図９に示す第１スイッチング素子Ｔｒと同様である。すなわち、第４半導体層７１及び第５半導体層８１は、図９に示す第２半導体層５１及び第３半導体層６１と同層に設けられる。ゲート電極７４及びゲート電極８４は、図９に示すゲート電極６４と同層に設けられる。ソース電極７２、ドレイン電極７３、ソース電極８２及びドレイン電極８３は、図９に示すソース電極６２（第１中継電極５６）、ドレイン電極６３（信号線ＳＧＬ）と同層に設けられる。
【0093】
このように、第１センサ部１０Ａにおいて、第１フォトダイオードＰＤ１及び第１スイッチング素子Ｔｒと、第３スイッチング素子ＴｒＳ等のスイッチング素子とが、同じ材料が用いられ同層に設けられる。これにより、検出装置１００の製造工程が簡略化され、製造コストを抑制することができる。なお、第３スイッチング素子ＴｒＳは、ＣＭＯＳトランジスタに限定されず、ｎチャネルトランジスタｎ－ＴｒＳ又はｐチャネルトランジスタｐ－ＴｒＳのいずれか一方で構成されていてもよい。ただし、第１センサ部１０Ａの材料や積層構造は、以上説明したものに限られない。
【0094】
（第２センサ部の構成）
次に、第２センサ部１０Ｂの構成について説明する。第２センサ部１０Ｂを含んだ回路構成は、図５に示す回路構成と同様であるため、説明を省略する。図１２は、第１実施形態に係る第２センサ部を示す等価回路図である。図１２に示すように、第２センサ部１０Ｂは、マトリクス状に配列された複数の部分検出領域ＰＡＡを有する。図１２に示すように、第２センサ部１０Ｂの部分検出領域ＰＡＡは、第２フォトダイオードＰＤ２と、容量素子Ｃａと、第１スイッチング素子Ｔｒとを含む。第１スイッチング素子Ｔｒは、第２フォトダイオードＰＤ２に対応して設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒのゲートは、ゲート線ＧＣＬに接続される。第１スイッチング素子Ｔｒのソースは、信号線ＳＧＬに接続される。第１スイッチング素子Ｔｒのドレインは、第２フォトダイオードＰＤ２のカソード電極５４及び容量素子Ｃａの一端に接続される。第２フォトダイオードＰＤ２のアノード電極５５及び容量素子Ｃａの他端は、基準電位、例えばグランド電位に接続される。すなわち、第２センサ部１０Ｂは、第１センサ部１０Ａに対し、第１フォトダイオードＰＤ１を含まない構成となっている。なお、第２センサ部１０Ｂは、ユーザの指紋、あるいは、掌紋などを検出可能な構成であってもよい。この場合は、第２センサ部１０Ｂは、例えば、第１センサ部１０Ａと同様の構成になってよい。
次に、第２センサ部１０Ｂの構成について説明する。第２センサ部１０Ｂを含んだ回路構成は、図５に示す回路構成と同様であるため、説明を省略する。図１２は、第１実施形態に係る第２センサ部を示す等価回路図である。図１２に示すように、第２センサ部１０Ｂは、マトリクス状に配列された複数の部分検出領域ＰＡＡを有する。図１２に示すように、第２センサ部１０Ｂの部分検出領域ＰＡＡは、第２フォトダイオードＰＤ２と、容量素子Ｃａと、第１スイッチング素子Ｔｒとを含む。第１スイッチング素子Ｔｒは、第２フォトダイオードＰＤ２に対応して設けられる。第１スイッチング素子Ｔｒのゲートは、ゲート線ＧＣＬに接続される。第１スイッチング素子Ｔｒのソースは、信号線ＳＧＬに接続される。第１スイッチング素子Ｔｒのドレインは、第２フォトダイオードＰＤ２のカソード電極５４及び容量素子Ｃａの一端に接続される。第２フォトダイオードＰＤ２のアノード電極５５及び容量素子Ｃａの他端は、基準電位、例えばグランド電位に接続される。すなわち、第２センサ部１０Ｂは、第１センサ部１０Ａに対し、第１フォトダイオードＰＤ１を含まない構成となっている。なお、第２センサ部１０Ｂは、ユーザの指紋、あるいは、掌紋などを検出可能な構成であってもよい。この場合は、第２センサ部１０Ｂは、例えば、第１センサ部１０Ａと同様の構成になってよい。
【0095】
図１３は、第２センサ部の部分検出領域の模式的な断面図である。図１３に示すように、第２センサ部１０Ｂは、図９に示す第１センサ部１０Ａと同様に、絶縁基板２１上に第１スイッチング素子Ｔｒが設けられている。ただし、第２センサ部１０Ｂは、第１センサ部１０Ａと異なり、第１フォトダイオードＰＤ１が設けられていない。そして、第２センサ部１０Ｂは、第２フォトダイオードＰＤ２が設けられる位置が、第１センサ部１０Ａとは異なる。第２センサ部１０Ｂにおいて、第２フォトダイオードＰＤ２は、第１スイッチング素子Ｔｒよりも上側、すなわち第３方向Ｄｚ側に設けられている。すなわち、第２フォトダイオードＰＤ２のアノード電極３５は、第２層間絶縁膜２５の上に設けられる。第２フォトダイオードＰＤ２は、アノード電極３５、第２半導体層５１、カソード電極３４の順に積層される。第２半導体層５１は、アノード電極３５の上に、ｐ領域５２ｂ、ｉ領域５２ａ、ｎ領域５２ｃの順に積層されている。アノード電極３５は、第２層間絶縁膜２５に設けられたコンタクトホールＨ４を介して、第１スイッチング素子Ｔｒのソース電極６２に接続される。なお、第２センサ部１０Ｂにおける第３スイッチング素子ＴｒＳ及び第４スイッチング素子ＴｒＲの積層構造は、図１１と同様である。
【0096】
第２センサ部１０Ｂは、以上のように、ポリシリコンを含む第２半導体層５１を有する第２フォトダイオードＰＤ２を備えるため、ユーザの血管パターンを好適に検出できる。ただし、第２センサ部１０Ｂの材料や積層構造は、以上説明したものに限られない。
【0097】
なお、第１センサ部１０Ａがユーザの指紋を検出してユーザの血管パターンを検出しないセンサである場合、第１センサ部１０Ａは、第２フォトダイオードＰＤ２を備えず第１フォトダイオードＰＤ１を備えた構成となってよい。その場合、第１センサ部１０Ａの等価回路は、図１２の第２フォトダイオードＰＤ２を第１フォトダイオードＰＤ１に置き換えたものとなり、第１センサ部１０Ａの積層構成は、図１３において、第２フォトダイオードＰＤ２を第１フォトダイオードＰＤ１に置き換えたものとなることが好ましい。
【0098】
（認証フロー）
次に、以上のように構成されるセンサ部１０を用いたユーザ認証のフローについて説明する。図１４Ａは、ユーザ認証のフローを説明するフローチャートである。図１４Ａに示すように、検出装置１００は、制御部６により、所定機能の実行要求があるかを判断する（ステップＳ１）。ユーザは、センサ部１０が設けられた入力部１を操作して、検出装置１００に所定機能（検出装置１００の起動、スリープ状態からの復帰、プログラムの起動、ウェブサイトへのアクセスなど）の実行を要求する。言い換えれば、センサ部１０が設けられた入力部１には、ユーザからの所定機能の実行要求を受け付ける機能が割り当てられている場合がある。制御部６は、入力部１が操作された旨の情報を入力部１から取得して、その入力部１に、所定機能の実行要求を受け付ける機能が割り当てられているかを判断する。制御部６は、操作された入力部１に、所定機能の実行要求を受け付ける機能が割り当てられている場合に、所定機能の実行要求があると判断する。一方、制御部６は、操作された入力部１に、所定機能の実行要求を受け付ける機能が割り当てられていない場合には、所定機能の実行要求がないと判断する。
次に、以上のように構成されるセンサ部１０を用いたユーザ認証のフローについて説明する。図１４Ａは、ユーザ認証のフローを説明するフローチャートである。図１４Ａに示すように、検出装置１００は、制御部６により、所定機能の実行要求があるかを判断する（ステップＳ１）。ユーザは、センサ部１０が設けられた入力部１を操作して、検出装置１００に所定機能（検出装置１００の起動、スリープ状態からの復帰、プログラムの起動、ウェブサイトへのアクセスなど）の実行を要求する。言い換えれば、センサ部１０が設けられた入力部１には、ユーザからの所定機能の実行要求を受け付ける機能が割り当てられている場合がある。制御部６は、入力部１が操作された旨の情報を入力部１から取得して、その入力部１に、所定機能の実行要求を受け付ける機能が割り当てられているかを判断する。制御部６は、操作された入力部１に、所定機能の実行要求を受け付ける機能が割り当てられている場合に、所定機能の実行要求があると判断する。一方、制御部６は、操作された入力部１に、所定機能の実行要求を受け付ける機能が割り当てられていない場合には、所定機能の実行要求がないと判断する。
【0099】
所定機能の実行要求がある場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、制御部６は、ユーザの生体情報を取得する（ステップＳ２）。より詳しくは、制御部６は、所定機能の実行要求の操作がされた際のユーザの生体情報を、センサ部１０から取得する。センサ部１０は、所定機能の実行要求を受け付ける入力部１に近接がある場合、すなわちその入力部１をユーザが操作した場合に、ユーザの生体情報を検出する。具体的には、センサ部１０は、入力部１に近接しているユーザの指Ｆｇや手のひらに反射された光Ｌ２に応じた検出信号Ｖｄｅｔを、信号線選択回路１６（図４参照）を介して検出部４０（図４参照）に出力する。そして、検出部４０は、座標抽出部４５によって、検出信号Ｖｄｅｔに基づき、ユーザの生体情報（ここでは指紋や血管パターンの二次元情報）を生成し、制御部６にこの生体情報を出力する。このように、所定機能の実行要求を受け付け、かつセンサ部１０が設けられている入力部１に、所定機能の実行要求の操作がある場合に、制御部６は、その実行要求の操作がされた際のユーザの生体情報を、センサ部１０から取得する。所定機能の実行要求が無い場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、ステップＳ１に戻り、所定機能の実行要求の受け付けを続ける。なお、センサ部１０は、所定機能の実行要求があることをトリガとして駆動開始してもよいし、常時駆動していてもよい。
【0100】
ユーザの生体情報を取得したら、制御部６は、ユーザの生体情報と基準生体情報とを照合して（ステップＳ３）、ユーザの生体情報と基準生体情報とが一致しているかを判断する（ステップＳ４）。具体的には、制御部６は、記憶部８から、予め記憶された基準となる生体情報である基準生体情報を読み出す。基準生体情報は、例えば所定機能の利用が許可されるユーザの生体情報（ここでは指紋や血管パターンの二次元情報）として、予め記憶されたものである。制御部６は、ユーザの生体情報と基準生体情報とを照合して、ユーザの生体情報が基準生体情報に一致するかを判断する。例えば、制御部６は、ユーザの生体情報と基準生体情報とをパターン照合して、特徴点の類似度が所定の度合い以上であれば、ユーザの生体情報が基準生体情報に一致すると判断し、類似度が所定の度合い未満であれば、ユーザの生体情報が基準生体情報に一致しないと判断してよい。なお、ユーザの生体情報と基準生体情報とは、周知の技術を用いて照合してよい。
【0101】
ユーザの生体情報と基準生体情報とが一致していると判断した場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、制御部６は、認証可として、検出装置１００を制御して、実行要求がされた所定機能を実行する（ステップＳ５）。また、ユーザの生体情報と基準生体情報とが一致していないと判断した場合（ステップＳ４；Ｎｏ）、制御部６は、認証不可として、所定機能を実行しない（ステップＳ６）。以上説明したステップＳ５、ステップＳ６により本処理は終了するが、例えば認証不可となってステップＳ６に進んだ場合でも、ステップＳ２に戻り、ユーザの近接があれば再度認証処理を続けてもよい。また、認証可となってステップＳ５を実行した後でも、ステップＳ２に戻り、所定時間毎に認証処理を続けてもよい。
【0102】
このように、本実施形態に係る検出装置１００は、ユーザが所定機能の実行を要求する操作をした際の生体情報に基づき認証を行い、認証可であれば、所定機能を実行する。すなわち、この検出装置１００は、所定機能の実行を要求する操作のみに基づき、認証動作と、所定機能の実行動作とを行う。従って、検出装置１００によると、認証のためだけの操作が不要となり、所定機能の実行要求の動作（例えばアプリケーションの起動動作）を行うだけで、認証と共に所定機能を実行することが可能となり、認証の手間を抑制することができる。
【0103】
また、検出装置１００は、以下の図１４Ｂに示すように、ユーザが入力部１を操作した場合に、認証処理を行って所定機能を実行することに加え、その入力部１に割り当てられた動作も実行してよい。図１４Ｂは、ユーザ認証のフローを説明するフローチャートである。
【0104】
図１４Ｂに示すように、検出装置１００は、センサ部１０が設けられた入力部１に近接する物体があるかを検出する（ステップＳ１０）。すなわち、検出装置１００は、センサ部１０が設けられた入力部１に、ユーザの指Ｆｇや手のひらが近接したかを検出する。例えば、検出装置１００は、センサ部１０を常時駆動しておき、入力部１で反射した光Ｌ２（図３参照）を検出して、センサ部１０によって、入力部１にユーザの指Ｆｇや手のひらが近接したかを検出する。例えば、検出装置１００は、制御部６（図４参照）が、センサ部１０が検出した光Ｌ２の情報を取得して、その光Ｌ２の情報に基づき、入力部１にユーザの指Ｆｇや手のひらが近接したかを判断してよい。この場合、制御部６は、例えば、光Ｌ２の強度、ここではセンサ部１０が出力する検出信号Ｖｄｅｔが所定の閾値以上である場合、入力部１にユーザの指Ｆｇや手のひらが近接したと判断し、光Ｌ２の強度が閾値未満である場合、入力部１にユーザの指Ｆｇや手のひらが近接していないと判断する。また、ユーザは、入力部１のセンサ部１０が設けられたキーを押すことで、検出装置１００に例えば文字入力を行う。制御部６は、ユーザがキーを押すことでユーザの近接を認識するものであってもよい。
【0105】
センサ部１０が設けられた入力部１に近接があると判断した場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、検出装置１００は、ユーザの生体情報を取得する（ステップＳ１２）。すなわち、近接が検出された入力部１に設けられたセンサ部１０は、ユーザがその入力部１を操作した際のユーザの生体情報を検出する。そして、制御部６は、そのセンサ部１０から、入力部１を操作した際のユーザの生体情報を取得する。ステップＳ１０においてセンサ部１０が設けられた入力部１に近接がないと判断された場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、ステップＳ１０に戻り近接検出を続ける。
【0106】
ユーザの生体情報を取得したら、検出装置１００は、制御部６により、ユーザの生体情報と基準生体情報とを照合して（ステップＳ１４）、ユーザの生体情報と基準生体情報とが一致しているかを判断する（ステップＳ１６）。ユーザの生体情報と基準生体情報とが一致していると判断した場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、制御部６は、検出装置１００を制御して、予め定めた所定機能を実行する（ステップＳ１８）。ここでの所定機能は、予め設定された機能であってよい。すなわち、所定機能は、ユーザが入力部１を操作した場合に実行する機能として、検出装置１００に予め設定されていてもよい。ただし、所定機能は、ユーザが操作によって実行を要求した機能であってもよい。
【0107】
さらに、制御部６は、ユーザの生体情報と基準生体情報とが一致していると判断した場合、言い換えれば所定機能を実行すると判断した場合、所定機能の実行に加え、近接が検出された入力部１に割り当てられた動作を実行する（ステップＳ２０）。言い換えれば、近接が検出された入力部１に割り当てられた動作とは、ステップＳ１８で実行した所定機能（例えば起動したプログラム）において、センサ部１０が生体情報を検出した際にユーザが操作した入力部１に対して、割り当てられた動作である。例えば、所定機能がプログラムの起動であり、入力部１としてエンターキーが操作された場合、検出装置１００は、起動したプログラムにおいて、近接が検出されたエンターキーに割り当てられた動作として、エンターキーへの入力に対応する処理を実行する。このように、検出装置１００は、センサ部１０が設けられた入力部１をユーザが操作した場合、その入力部１へのユーザの近接を検出して、その入力部１に設けられたセンサ部１０によりユーザの生体情報を検出して、制御部６によりユーザの生体情報と基準生体情報との照合を行う。検出装置１００は、ユーザの生体情報と基準生体情報との照合とが一致した場合、所定機能の実行に加え、その入力部１への入力を受け付け、その入力部１に割り当てられた動作も実行する。
【0108】
また、ユーザの生体情報と基準生体情報とが一致していないと判断した場合（ステップＳ１６；Ｎｏ）、制御部６は、所定機能を実行せず、かつ、近接が検出された入力部１に割り当てられた動作を実行しない（ステップＳ２２）。すなわち、制御部６は、所定機能を実行しないと判断した場合に、近接が検出された入力部１に割り当てられた動作を実行しない。
【0109】
以上説明したように、第１実施形態に係る検出装置１００は、ユーザの操作を受け付ける入力部１と、入力部１に設けられて、ユーザが入力部１を操作した際にユーザの生体情報を検出するセンサ部１０とを有する。この検出装置１００は、センサ部１０が、ユーザが入力部１を操作した際に、ユーザの生体情報を検出する。従って、この検出装置１００によると、検出装置１００を動作させるための操作（例えば所定機能の実行要求操作）をユーザが行うだけで、生体情報による認証を行うことができる。そのため、この検出装置１００によると、ユーザによるパスワード入力や、指紋認証画面におけるユーザ操作など、認証のためだけの操作が不要になり、認証の手間を抑制することができる。
【0110】
また、検出装置１００は、センサ部１０が検出したユーザの生体情報に基づき、所定機能を実行するかを判断する制御部６を有する。制御部６は、ユーザによって所定機能の実行を要求する操作が入力部１に入力された場合に、所定機能の実行を要求する操作がされた際のユーザの生体情報をセンサ部１０から取得し、取得したユーザの生体情報に基づき、所定機能を実行するかを判断する。この検出装置１００は、制御部６を有するため、認証を適切に行うことができる。さらに言えば、検出装置１００によると、認証のためだけのユーザの操作が不要となり、所定機能の実行要求の動作を行うだけで、認証と共に所定機能を実行することが可能となり、認証の手間を抑制することができる。なお、検出装置１００は、制御部６を備えなくてもよい。この場合、例えば、検出装置１００は、センサ部１０が検出したユーザの生体情報を、制御部６を備えた別の装置（外部サーバなど）に送信し、この別の装置が、制御部６により認証を行い、認証の結果を検出装置１００に送信してよい。
【0111】
また、制御部６は、所定機能を実行しないと判断した場合、すなわちユーザの生体情報と基準生体情報とが一致しないと判断した場合に、生体情報を検出した際にユーザが操作した入力部１に割り当てられた動作を実行しない。また、制御部６は、所定機能を実行すると判断した場合に、生体情報を検出した際にユーザが操作した入力部１に割り当てられた動作を実行する．この検出装置１００は、認証可の場合に、所定機能を実行すると共に、その所定機能において入力部１に割り当てられた動作を実行する。すなわち、この検出装置１００は、ユーザの入力部１への操作により、認証を行って所定機能を実行するだけでなく、所定機能における動作も行うため、認証のためだけの操作が不要になり、認証の手間を抑制することができる。
【0112】
また、第１実施形態においては、センサ部１０として、ユーザの指紋を検出する第１センサ部１０Ａと、ユーザの血管パターンを検出する第２センサ部１０Ｂと、を有する。このように第１センサ部１０Ａと第２センサ部１０Ｂとを備えることで、複数種類の生体情報から認証を行う事が可能となり、認証の精度を高くすることができる。例えば、検出装置１００は、第１センサ部１０Ａが取得したユーザの生体情報（指紋）が基準生体情報（基準生体情報における指紋）と一致し、かつ、第２センサ部１０Ｂが取得したユーザの生体情報（血管パターン）が基準生体情報（基準生体情報における血管パターン）と一致した場合に、認証可として、所定機能を実行してもよい。また、検出装置１００は、第１センサ部１０Ａが取得したユーザの生体情報と第２センサ部１０Ｂが取得したユーザの生体情報とのうちの、いずれか一方を取得して、その取得した一方の生体情報が基準生体情報と一致した場合に、認証可として、所定機能を実行してもよい。検出装置１００は、その後に、第１センサ部１０Ａが取得したユーザの生体情報と第２センサ部１０Ｂが取得したユーザの生体情報とのうちの、他方を取得して、その他方の生体情報が基準生体情報と一致しない場合、所定機能の実行を中断してもよい。
【0113】
また、第１センサ部１０Ａは、アモルファスシリコンを含む半導体（第１半導体層３１）を備え、第２センサ部１０Ｂは、ポリシリコンを含む半導体（第２半導体層５１）を備える。従って、この検出装置１００は、ユーザの指紋と血管パターンとを好適に検出できる。
【0114】
なお、図２の例では、キーボード２のボタン２Ａに第１センサ部１０Ａを設け、手のひらが近接する領域２Ｄに第２センサ部１０Ｂを設けていた。これにより、ユーザが指Ｆｇで操作するボタン２Ａの第１センサ部１０Ａにより指紋を好適に検出し、手のひらが近接する領域２Ｄに第２センサ部１０Ｂにより血管パターンを好適に検出できる。ただし、第１センサ部１０Ａ及び第２センサ部１０Ｂの位置は、これに限られない。図１５は、キーボードの他の例を示す図である。図１５の例では、ボタン２Ａ１に第１センサ部１０Ａを設け、ボタン２Ａ２に第２センサ部１０Ｂを設けている。さらに言えば、第１センサ部１０Ａが設けられるボタン２Ａ１よりもユーザから遠い側、すなわち方向Ｙ側のボタン２Ａ２に、第２センサ部１０Ｂを設けている。図１５の例では、ＦとＪとを入力するボタン２Ａを、第１センサ部１０Ａを設けるボタン２Ａ１とし、ＲとＵとを入力するボタン２Ａを、第２センサ部１０Ｂを設けるボタン２Ａ２としているが、それに限られない。なお、図１５においては、第１センサ部１０Ａは、血管パターンを検出せずに指紋を検出するセンサであることが好ましいが、血管パターンと指紋との両方を検出するセンサであってよい。
【0115】
このように、検出装置１００は、ユーザに近い側のボタン２Ａ１に第１センサ部１０Ａを設け、ボタン２Ａ１よりもユーザから遠い側のボタン２Ａ２に第２センサ部１０Ｂを設けてもよい。ここで、血管パターンを検出する場合は、指紋を検出する場合よりも、指Ｆｇの接触面積を広くとることが好ましい。ボタン２Ａ２は、ボタン２Ａ１より遠い側にあるため、ユーザがボタン２Ａ２を操作する際には、指先でなく指の腹をボタン２Ａ２に接触させる傾向があり、ボタン２Ａ２と指Ｆｇとの接触面積が広くなる。従って、このように第１センサ部１０Ａと第２センサ部１０Ｂとを配置することで、血管パターンと指紋とを好適に検出できる。なお、ボタン２Ａ１とボタン２Ａ２のそれぞれに第１センサ部１０Ａと第２センサ部１０Ｂとを設け、ユーザの入力部１の使用パターンやユーザの手の大きさ等に応じて適宜それらを使い分けることも可能である。また、押されたボタンで指紋や血管パターンを検出するのではなく、押されたボタンに隣接するボタンに設けられたセンサ部１０を用いて、指紋や血管パターンを検出するものであってもよい。具体的には、Ｒ、Ｕのボタン２Ａ２よりも更にユーザより離れた「５」「７」のボタン２Ａ３が押された際に、Ｒ、Ｕ、Ｆ、Ｊに設けられたセンサ部を駆動することで指紋或いは血管パターンを検出するものであってもよい。以上は一例であり、入力部１の大きさ、入力部１のキーの配列、ユーザによるキーの使用頻度等に応じてセンサ部を設けるキーを適宜変更可能である。また、テンキーの使用頻度が高い場合はテンキーに設けることも可能である。本実施形態では、ユーザからの距離の相違によって検出する生体情報の種類、検出する生体情報位置を異ならせることを特徴とする。
【0116】
また、検出装置１００は、キーボード２にセンサ部１０を設けることに限られず、他の入力部１、例えばマウス４にセンサ部１０を設けてもよい。また、検出装置１００は、キーボード２とマウス４との両方にセンサ部１０を設けてもよい。すなわち、検出装置１００は、入力部１としてのキーボード２及びマウス４の少なくとも一方に、センサ部１０を設けてよい。
【0117】
図１６は、マウスにセンサ部を設ける例を示す図である。図１６に示すように、マウス４は、筐体部４Ａと、ボタン４Ｂとを有する。筐体部４Ａは、マウス４の本体であり、内部に各種機器を備えている。ボタン４Ｂは、筐体部４Ａの先端部分に設けられており、ユーザのクリック操作を受け付ける。また、ユーザは、筐体部４Ａを把持して動かすことで、表示部５に表示させるカーソルを動かすことができる。
【0118】
図１６の例では、このようなマウス４に、センサ部１０が設けられる。より詳しくは、ボタン４Ｂに、第１センサ部１０Ａが設けられ、筐体部４Ａの表面４Ａａに、第２センサ部１０Ｂが設けられる。筐体部４Ａの表面４Ａａは、ボタン４Ｂよりもマウス４の後端側に設けられる。従って、ユーザがマウス４を操作する場合、手のひらが筐体部４Ａの表面４Ａａに近接し、ユーザの指Ｆｇがボタン４Ｂに近接する。このように、ユーザが押圧するボタン４Ｂに第１センサ部１０Ａを設け、ユーザの手のひらに近接する筐体部４Ａに第２センサ部１０Ｂを設けることで、血管パターンと指紋とを好適に検出できる。
【0119】
また、マウス４が光学マウスである場合、センサ部１０の光源部とマウス４の光源部とを共通化することができる。図１７及び図１８は、マウスとセンサ部との光源の配置の例を示す模式図である。図１７は、マウス４が光源部を有しセンサ部１０が光源部を有さない場合の例である。図１７の例では、マウス４は、筐体部４Ａの内部に、光源部４Ｃと受光部４Ｄとを備える。図１７の例では、センサ部１０用の光源部１１０が設けられていない。マウス４は、筐体部４Ａの底面４Ａｂが接触面Ｇに接触しており、底面４Ａｂには、光源部４Ｃからの光Ｌ０を接触面Ｇに照射するための開口４Ａｃが設けられている。光源部４Ｃから照射された光Ｌ０は、開口４Ａｃを通って接触面Ｇで反射して、光Ｌ１として、受光部４Ｄに照射される。受光部４Ｄに照射された光Ｌ１により、マウス４の移動量及び移動方向が検出される。また、光Ｌ１は、センサ部１０にも照射され、センサ部１０は、この光Ｌ１により、生体情報を検出できる。
【0120】
図１８は、マウス４が光源部を有さずセンサ部１０が光源部１１０を有する場合の例である。図１８の例では、マウス４は、筐体部４Ａの内部に、受光部４Ｄを備える。光源部１１０から照射された光Ｌ１は、センサ部１０に照射され、センサ部１０は、この光Ｌ１により生体情報を検出する。また、図１８の例では、光源部１１０は、光Ｌ１が接触面Ｇにも向けて照射されるよう構成される。従って、光源部１１０からの光Ｌ１は、接触面Ｇで反射して、光Ｌ３として、受光部４Ｄに照射される。受光部４Ｄに照射された光Ｌ３により、マウス４の移動量及び移動方向が検出される。以上示した実施形態において、パソコン等の端末でユーザの認証を行う場合、ユーザがキーボードで文字を入力する等の作業を行いながらユーザの認証を行うことが可能となる。そのため、認証のための別段の操作を行わなくてもよい。また、ユーザがキーボードを操作している期間に亘って、或いは所定の間隔毎にユーザの認証が可能となる。また、同一の検出装置１００（端末）を複数のユーザが共有する場合、ユーザが変更するたびに認証が必要となるが、本実施形態では、ユーザによる何かしらの入力やマウスの操作と同時に、ユーザの変更を検出装置１００が認識することとなり、ユーザの利便性が向上する。
【0121】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る検出装置１００ａは、金融取引を行う装置である点で、第１実施形態とは異なる。第２実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る検出装置１００ａは、金融取引を行う装置である点で、第１実施形態とは異なる。第２実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【0122】
図１９は、第２実施形態に係る検出装置の模式図である。図１９に示すように、検出装置１００ａは、現金の出入金を行う事が可能な装置であり、例えば、金融機関などに設置される現金自動預払機（ＡＴＭ；Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｔｅｌｌｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅ）や、コンビニエンスストア等に設置される現金を取り扱う複合機などである。検出装置１００ａは、入力部１ａとしてのキーボード２ａと、表示部５ａと、カード投入部２００と、紙幣処理部２０２とを有する。また、図示は省略するが、検出装置１００ａは、第１実施形態の検出装置１００と同様に、生体情報を検出するための各種回路（検出制御部１１や検出部４０など）を有する。カード投入部２００は、キャッシュカード等のカードを用いる取引において、カードの挿入と排出とを行うよう構成される。また、カード投入部２００は、取引終了時に発行するレシートを排出する。紙幣処理部２０２は、入金及び出金取引の際に、紙幣の受け渡しを行う。
【0123】
また、検出装置１００ａは、ネットワーク２１０を介して、外部機器であるサーバ２２０に接続されており、サーバ２２０と情報の送受信を行う。サーバ２２０は、第１実施形態の制御部６と同様の機能を実行する制御部６ａと、記憶部８ａと、を有している。
【0124】
図２０は、第２実施形態に係るキーボードの一例を示す図である。キーボード２ａは、複数のボタン２Ａａを有しており、ボタン２Ａａに、センサ部１０が設けられている。ここでのセンサ部１０は、第１センサ部１０Ａであることが好ましいが、第２センサ部１０Ｂであってもよい。
【0125】
ユーザがボタン２Ａａを操作すると、センサ部１０がユーザの生体情報を検出する。センサ部１０が検出したユーザの生体情報は、ネットワーク２１０を介してサーバ２２０に送信され、サーバ２２０の制御部６ａは、第１実施形態の制御部６と同様に、記憶部８ａから基準生体情報を読み出し、基準生体情報とユーザの生体情報とを照合することで、認証を行う。基準生体情報とユーザの生体情報とが一致した場合、サーバ２２０の制御部６ａは、ネットワーク２１０を介してその旨の情報を検出装置１００ａに伝達する。検出装置１００ａは、所定機能（例えば入金や出金の手続き）を開始する。また、検出装置１００ａは、所定機能を開始しつつ、操作されたボタン２Ａａに割り当てられた動作（例えば数値入力）を実行する。
【0126】
このように、検出装置１００ａは、金融取引を行う装置、入退室を制御する装置等であって、キーボード等のユーザーインターフェースを有し、ユーザの生体認証を行うことで所定の処理を行うシステムに適用することで、認証のためだけの操作が不要になり、認証の手間を抑制することができる。
【0127】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る検出装置１００ｂは、センサ部１０が設けられている位置が第１実施形態とは異なり、また、表示部と入力部が一体となったタッチパネル型のコンピュータ、いわゆるタブレット型の端末である点で、第１実施形態とは異なる。第３実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る検出装置１００ｂは、センサ部１０が設けられている位置が第１実施形態とは異なり、また、表示部と入力部が一体となったタッチパネル型のコンピュータ、いわゆるタブレット型の端末である点で、第１実施形態とは異なる。第３実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【0128】
図２１から図２４は、第３実施形態に係る検出装置の模式図である。図２１に示すように、第３実施形態に係る検出装置１００ｂは、入力部１ｂと表示部５ｂとが積層されて一体として構成されたタッチパネルが、筐体部２３０の表面２３０Ａに設けられている、タブレット型のコンピュータである。また、図示は省略するが、検出装置１００ｂは、第１実施形態の検出装置１００と同様に、生体情報を検出するための各種回路（検出制御部１１や検出部４０など）を有する。なお、ここでは、検出装置１００ｂは、矩形であり、長辺に沿った方向を方向Ｘとし、短辺に沿った方向を方向Ｙとし、表面２３０Ａに直交する方向を方向Ｚとする。
【0129】
図２２及び図２３に示すように、第３実施形態においては、センサ部１０は、筐体部２３０の裏面２３０Ｂに設けられている。裏面２３０Ｂは、タッチパネルが設けられる表面２３０Ａの反対側の面である。すなわち、センサ部１０は、入力部１ｂと表示部５ｂとが設けられていない領域に設けられる。センサ部１０は、例えば図２２に示すように、裏面２３０Ｂの方向Ｙにおける一方の端部側と他方の端部側に設けられてよい。また、センサ部１０は、裏面２３０Ｂの方向Ｙにおける一方の端部側と他方の端部側のそれぞれにおいて、方向Ｘに沿って複数設けられてよい。そして、方向Ｘに沿って並ぶセンサ部１０のうちの一方を第１センサ部１０Ａとし、他方を第２センサ部１０Ｂとしてもよい。このように設けることで、ユーザが検出装置１００ｂを把持した際に触れる位置にセンサ部１０が設けられることとなり、ユーザの生体情報を好適に検出できる。ただし、センサ部１０が設けられる位置は図２２の例に限られず、例えば図２３のように、裏面２３０Ｂの任意の位置に設けられてもよい。また、センサ部１０は、裏面２３０Ｂに限られず、検出装置１００ｂの側面や、表面２３０Ａにおいて入力部１ｂと表示部５ｂとが設けられない額縁領域に設けられてもよい。タブレット型端末は、商品管理業務等の場面において、複数の端末を複数のユーザが共有する場合がある。本実施形態によると、ユーザと端末との関連を常時把握することが可能となり、表示する画面を端末ごとに効率的に切り替えることが可能となる。また、ユーザが常時使用する端末では、手での保持性を高めるため、端末筐体の側面から裏面にかけて指の形状に合わせた支持部材を設ける場合がある。この場合、センサ部１０を支持部材の指が接触する部分に設けることで、ユーザがセンサ部１０を意識することなく認証が可能となる。また、図２４に示すように、タブレット端末である検出装置１００ｂに接続されたペン入力手段２４０の表面に、センサ部１０を設けることも可能である。この場合、第１センサ部１０Ａを、第２センサ部１０Ｂよりも、ペン入力手段２４０の先端側に配置することが好ましい。ペン入力手段２４０の先端とは、ペン入力手段２４０で画面をタッチする部分である。
【0130】
また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【0131】
１ 入力部
２ キーボード
２Ａ ボタン
４ マウス
６ 制御部
１０ センサ部
１０Ａ 第１センサ部
１０Ｂ 第２センサ部
１００ 検出装置
ＰＤ１ 第１フォトダイオード
ＰＤ２ 第２フォトダイオード
２ キーボード
２Ａ ボタン
４ マウス
６ 制御部
１０ センサ部
１０Ａ 第１センサ部
１０Ｂ 第２センサ部
１００ 検出装置
ＰＤ１ 第１フォトダイオード
ＰＤ２ 第２フォトダイオード
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】